domingo, 9 de junio de 2013

Fuerzas

Para empezar a entender la física, debemos aprender un concepto clave y que tiene muchas aplicaciones en la rama de la física, como son las fuerzas. Fuerzas se define como un agente que puede modificar la cantidad de movimiento de un cuerpo. La fuerza es igual a la multiplicación de la masa y la aceleración.  Esta se mide en Newtons (N), unidad del sistema internacional.

Existen distintos tipos de fuerzas que nos rodean diariamente como la fuerza Peso (w). La fuerza peso es aquella que se ejerce producto de la aceleración de la gravedad, que depende del plante en el que se encuentre, porque por ejemplo la aceleración en la tierra es de 9,8 ms-2 mientras que en la luna es de 1,62 ms-2. Esta fuerza  se dirige hacia el centro del planeta en el que se encuentre,  el peso al ser una fuerza y un vector, se dirige hacia abajo y se calcula  multiplicando la masa de un cuerpo  determinado por la aceleración de gravedad.

w = m * a (N)


Como sabemos gracias a Newton, toda fuerza trae consigo una reacción, en lo que denominamos la ley de acción y reacción. La fuerza peso no es la excepción y también posee una reacción que recibe el nombre de fuerza normal (n),  cuya magnitud es igual a la fuerza peso y cuya dirección siempre es perpendicular  a la superficie en la que se encuentre un objeto determinado.


Otra fuerza que resulta útil conocer es la tensión (T), la tensión es una fuerza cualquiera  ejercida por una cuerda sobre un objeto.

Cuando arrastramos una caja pesada de un lugar a otro, sentimos que hay algo que se nos opone y nos dificulta mover esta caja. A esta resistencia se le denomina fricción (f)(Fr), y es una fuerza que nace producto de la resistencia de las superficies a los cuerpos que se mueven sobre ellas, y es la que finalmente permite que un cuerpo pueda estar en estado de reposo. Esta fuerza se calcula de una manera distinta a las demás ya que aquí se multiplica la fuerza normal por un coeficiente de fricción, que viene determinado por la superficie. Así superficies con un alto coeficiente de fricción  opondrán mayor resistencia al movimiento de un cuerpo, que uno que tenga menos. Resulta importante notar también que la dirección de la fuerza de fricción siempre es opuesta al movimiento.


Finalmente conociendo todas estas fuerzas podemos realizar un diagrama de cuerpo libre, que es una representación gráfica de todas las fuerzas que interactúan sobre un objeto. Un ejemplo de esto es lo siguiente: 


Cualquier consulta, o ejercicio que necesiten responder, no duden en preguntar.
Saludos,

Matías Urzúa
Rafael Labra
Francisco Iannello

sábado, 8 de junio de 2013

Leyes de Newton

Las leyes de Newton son tres principios fundamentales de la física  los cuales tratan de explicar la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, y en especial con el movimiento de los cuerpos. Las leyes fueron plantadas por el física Isaac Newton alrededor del siglo XVII y siguen siendo unas de las bases fundamentales para el estudio de la mecánica y la física. Las leyes son las siguientes:

1) Primera Ley de Newton o Ley de Inercia

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él. Esta ley quiere decir que que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él.

2) Segunda Ley de Newton o Ley de Fuerza

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento actúa una fuerza neta; la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo, dirección o sentido.



3) Tercera Ley de Newton o Ley de Acción y Reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto. Este principio quiere decir que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo.

Estos tres principios son básicos para el entendimiento de la física y de la mecánica; y serán muy útiles para entender las distintas disciplinas y materias de la física.

Rafael Labra
Francisco Iannello
Matías Urzúa

viernes, 7 de junio de 2013

Sistema Internacional de Medidas

En primer lugar antes de comenzar a estudiar los distintos conceptos de la física, es fundamental comprender que son las magnitudes físicas y cuál es su correspondiente unidad de medida. Para eso a continuación explicaremos que es una magnitud física es el sistema internacional de unidades de mediada, que son las unidades fundamentales y cuales son y que son las unidades derivadas.

¿Qué es una magnitud física?

La respuesta a esta pregunta es muy simple; “Es toda propiedad o comportamiento de la materia que puede ser medida”. Se pueden clasificar en magnitudes escalares y magnitudes vectoriales. Las magnitudes escalares “son aquellas que se definen completamente por un número y unidad”, por ejemplo el tiempo. Las magnitudes vectoriales son aquellas que para definirlas por completo, es necesario asociarle una dirección y un sentido además del número y unidad, un ejemplo de magnitud vectorial es la fuerza.

Sistema Internacional de unidades de medida:

El sistema internacional de unidades de medida es una manera aceptada internacionalmente de utilizar las unidades de media de las magnitudes físicas. Existen tres tipos de unidades: unidades básicas o fundamentales, unidades derivadas y las unidades suplementarias.

Unidades básicas o fundamentales:

El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas o fundamentales, que expresan magnitudes físicas. A partir de estas se determinan las unidades derivadas.
 Las unidades Básicas son:

  • metro (m), unidad de longitud
  • kilogramo (kg), unidad de masa
  • segundo (s), unidad de tiempo
  • amperio (A), unidad de intensidad de corriente eléctrica
  • kelvin (K), unidad de temperatura
  • mol (mol), unidad de cantidad de sustancia
  • candela (cd), unidad de intensidad luminosa


Unidades derivadas:
Son las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas básicas.
Ejemplo:
Unidad de volumen o metro cúbico, resultado de combinar tres veces la longitud.´
Unidad de densidad o cantidad de masa por unidad de volumen, resultado de combinar masa (magnitud básica) con volumen (magnitud derivada). Se expresa en kilogramos por metro cúbico. Carece de nombre especial.´
Unidad de fuerza, magnitud que se define a partir de la segunda ley de Newton (fuerza = masa × aceleración). La masa es una de las magnitudes básicas; la aceleración es derivada. Por tanto, la unidad resultante (kg • m • s-2) es derivada, de nombre especial: newton.
Unidad de energía. Es la energía necesaria para mover un objeto una distancia de un metro aplicándole una fuerza de un newton; es decir, fuerza por distancia. Se le denomina Joule. Su símbolo es J. Por tanto, J = N • m.´
*Las unidades suplementarias son aquellas que no se ha decidido si son fundamentales o derivadas. Ej: anguloplano(rad)

Análisis Dimensional
En física con frecuencia es inevitable ya sea deducir una expresión matemática o una ecuación o también comprobar su validez. El procedimiento para realizar esto es el análisis dimensional. Las dimensiones pueden ser tratadas como cantidades algebraicas, estas pueden ser sumadas o restadas solamente si tienen las mismas dimensiones. Si no lo es así, la ecuación es errónea y si lo es, seguramente la ecuación es correcta, si no fuera por un posible factor constante.

Ejemplo: esta es la ecuación correcta para la aceleración centrípeta y lo comprobamos de la siguiente forma:
[a] = L / T2
[v] = L/T àT = L/[v]
[a] = L/T= L / ( L / [v] )2 = [v]2 / L
[a] = [v]2/ [r] à a = v2/ r


Francisco Iannello
Rafael Labra
Matías Urzúa

Introducción Fisica IB

Los creadores de este blog son tres alumnos del colegio The Mackay School, de Reñaca, Chile. Nuestros nombres son Francisco Iannello, Matías Urzúa y Rafael Labra. El blog nacio como un proyecto para el colegio y esperamos que sea útil para muchas personas que necesitan tener información y explicación de los términos y ramas de la física.

El principal proposito de este blog es explicar algunos temas relacionadas con la física clásica y moderna. Periódicamente se crearan entradas con temas tales como Fuerza, Torque, Energía, Hidrostática, entre muchos otros mas.

Antes que nada es importante definir que entendemos nosotros con el concepto de ciencia física. Física quiere decir la ciencia que estudia el comportamiento y propiedades de la materia y la energia. Mas allá de ese significado nosotros pensamos que la física se dedica a entender como la materia se relaciona con el medio y como esta se transforma o se transfiere pero nunca se destruye.

La física es una de las más antiguas disciplinas académicas, tal vez la más antigua, ya que la astronomía es una de sus disciplinas. En los últimos dos milenios, la física fue considerada dentro de lo que ahora llamamos filosofíaquímica, y ciertas ramas de la matemática y la biología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVII surgió para convertirse en una ciencia moderna, única por derecho propio. Sin embargo, en algunas esferas como la física matemática y la química cuántica, los límites de la física siguen siendo difíciles de distinguir.

Esperamos que todos puedan utilizar este blog como medio de estudio y aprendizaje. Saludos,

Francisco Iannello
Rafael Labra
Matías Urzúa